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动力传动技术的未来发展趋势

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:装甲车辆动力传动系统的功率在发展到1 103 kW之后,世界各国已经把研究的重点转移到减小体积和减轻质量方面。动力传动系统一体化集成和提高动力传动系统的转速是减小体积和质量的两个主要途径。如欧洲动力传动机组是在采用了高性能的发动机、传动装置及辅助系统的基础上,应用综合集成的一体化设计,具有优越的总体性能。

动力传动技术的未来发展趋势

进入21世纪后,世界各国面临的战略环境发生了变化,新型装备的发展速度较之以往有所降低,各国主要致力于现役装甲车辆的升级改造。在研制过程中,国外车辆动力传动系统呈现出高功率密度、高机动性能、高集成度、高可靠性的技术特点及系列化、模块化通用化及信息化的总体特征。

1.高功率密度

动力舱的体积一般约占总体积的40%,缩小目标体积和减轻质量,可使整车的生存能力和机动性得到进一步提高。装甲车辆动力传动系统的功率在发展到1 103 kW之后,世界各国已经把研究的重点转移到减小体积和减轻质量方面。动力传动系统一体化集成和提高动力传动系统的转速是减小体积和质量的两个主要途径。

德国MTU890系列发动机为例,其升功率高达92 kW以上,质量比功率和体积比功率分别高达0.81 kg/kW和1 359 kW/m3,平均有效压力达到26 bar,标定转速为4 250 r/min。相应传动装置的功率密度要求也越来越高,美国开始了重型战斗车辆“先进的整体式推进系统(AIPS)”的研制,动力舱体积现在已缩小到26%~30%,传递功率达到1 100~1 200 kW。相比之前的动力传动系统转速,目前变速装置的输入转速已经提高到3 000 r/min。

2.高机动性能

机动性是装甲车辆的重要性能之一,对装甲车辆的生存能力和进攻能力影响较大。法国的勒克莱尔是现役的第三代主战坦克机动性能方面的佼佼者,其0~32 km/h提速时间仅为5.5 s。下一代主战坦克的发动机功率都将在1 103 kW以上,单位功率将大于22 kW/t,0~32 km/h提速时间低于5 s。不断优化传动系统与动力装置的匹配程度,不断挖掘液力机械传动系统的潜能也是各国进行改造的重点之一。

3.高集成度

动力、传动及辅助系统的集成度也越来越高。如欧洲动力传动机组是在采用了高性能的发动机、传动装置及辅助系统的基础上,应用综合集成的一体化设计,具有优越的总体性能。目前,与豹Ⅱ坦克发动机相比,新的欧洲动力传动系统体积减小了35%,质量减轻了14%。具有当今世界的最高水平。(www.xing528.com)

4.高可靠性

为保证车辆在各种复杂环境条件下的作战使用性能,装甲车辆的可靠性指标要求越来越高,传动装置的高可靠性成为重要指标。如俄罗斯主战坦克大修期为10 000~12 000 km。美国和法国主战坦克耐久性指标已达到9 000~10 000 km。俄罗斯及西方欧美国家在可靠性指标上,要求的平均无故障里程(MKBF)已达到3 000 km。

5.系列化、模块化、通用化

由于装甲车辆品种多、数量少、吨位范围大、功率等级多,传动装置必须实现产品系列化、模块化、通用化。如美国一个X系列传动装置覆盖所有履带车辆基型底盘;X系列中X-1100的3个型号的传动装置,采用模块化设计,14个模块中有11个模块可以通用,通用部件模块达到80%。美国今后20年对军用履带车辆的发展设想中,计划用两种传动装置满足未来24种4万辆装甲履带车辆的使用要求,传动装置更加通用化。

6.信息化

对传动系统的信息化改造对其可靠性的提高、整车的信息系统集成等具有重要意义,近年来,各种履带装甲车辆的信息化程度日益提高,信息化所带来的优越性也日益凸现。如瑞典的CV90120-T坦克通过大量使用传感器数据库系统、先进显示与控制系统以及内检测系统、故障诊断系统等,提高了传动系统乃至整车的功能度。此外,该车还采用了可缩放的开放式综合电子体系结构,从而使该车具有很大的发展潜力,在新技术变为可用时,可实现新技术的嵌入。

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